الرئيسيةعريقبحث

تجربة المجال الليزري القمري

☰ جدول المحتويات

'تجربة المجال الليزري القمري من بعثة أبولو 11.

تجربة المجال الليزري القمري (Lunar Laser Ranging experiment)‏ هي تجربة مستمرة تقيس المسافة بين الأرض والقمر باستخدام مدى الليزر. يصوب ليزر على الأرض إلى عواكس زرعت على سطح القمر خلال برنامج أبولو (أبولو 11،أبولو 14، وأبولو 15) وبعثتي لونوخود.[1]ويتم حساب الوقت الذي يستغرقه الضوء المنعكس للعودة.

وقد أجريت أول اختبارات ناجحة في عام 1962 عندما نجح فريق من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في رصد نبضات الليزر المنعكسة من سطح القمر باستخدام ليزر بطول نبض ملي ثانية[2].وتم الحصول على قياسات مماثلة في وقت لاحق من نفس العام من قبل فريق سوفياتي في مرصد القرم للفيزياء الفلكية باستخدام تشكيل نبضي كبير من ليزر ياقوتي .[3]وقد تحققت دقة قياس أكبر بعد تركيب مجموعة عواكس في 21 يوليو 1969، من قبل طاقم بعثة أبولو 11، واثنين من صفائف عاكسة أخرى تركتها بعثتي أبولو 14 و أبولو 15 .

تفاصيل

تحسب المسافة بين الأرض والقمر التقريبية باستخدام هذه المعادلة:

المسافة= (سرعة الضوء × الوقت الذي يستغرقه الضوء المتعكس) / 2

في الواقع، رحلة الضوء ذهابا وإيابا تستغرق حوالي 2.5 ثانية ويتأثر هذا الزمن بموقع القمر في السماء، والحركة النسبية للأرض والقمر، ودوران الأرض، وميسان القمر، والطقس، والحركة القطبية، وتأخر الانتشار عبر غلاف الأرض الجوي، وحركة محطة الرصد بسبب الصفائح التكتونية والمد والجزر، وسرعة الضوء في أجزاء مختلفة من الهواء والتأثيرات النسبية.[4] ومع ذلك، فقد تم قياس مسافة الأرض والقمر مع زيادة في الدقة لأكثر من 35 عاما. وهذة المسافة تتغير باستمرار لعدد من الأسباب، ولكن في المتوسط تبلغ حوالي 385,000.6 كم (239,228.3 ميل)..[5]

النتائج

  • القمر يتصاعد بعيدا عن الأرض بمعدل 3.8 سم في السنة[6] وقد وصف هذا المعدل بأنه مرتفع بشكل غير طبيعي.[7]
  • قد يحتوي القمر على نواة سائلة تبلغ حوالي 20٪ من نصف قطر القمر.[8]
  • قوة الجاذبية الكونية مستقرة جدا. وقد حددت التجارب التغيير في ثابت جاذبية نيوتن G عند (2±7)×10−13 في السنة[9]
  • وقد تم استبعاد احتمال أي "تأثير نوردتفدت" (التسارع التفاضلي للقمر والأرض نحو الشمس الناجم عن درجات مختلفة من التراص) لدقة عالية[10][11]،مما يدعم بقوة مبدأ تعادل القوي.
  • نظرية النسبية العامة تتوقع مدار القمر ضمن حدود الدقة الحسابية لقياسات تجربة المجال الليزري القمري..[8]
  • وتؤدي حرية المقياس دورا رئيسيا في التفسير الفيزيائي الصحيح للآثار النسبية في نظام الأرض والقمر الذي يلاحظ مع تقنية المجال الليزري القمري[12].

تتوفر بيانات تجربة المجال الليزري القمري في مركز تحلليل البيانات الليزرية القمرية في مرصد باريس[13].والمحطات النشطة.

معرض صور

  • LunarPhotons.png
  • Goddard Spaceflight Center Laser Ranging Facility.jpg
  • ALSEP AS14-67-9386.jpg
  • Wettzell Laser Ranging System.jpg

مصادر

  1. Chapront, J.; Chapront-Touzé, M.; Francou, G. (1999). "Determination of the lunar orbital and rotational parameters and of the ecliptic reference system orientation from LLR measurements and IERS data". مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية. 343: 624–633. Bibcode:1999A&A...343..624C.
  2. Smullin, Louis D.; Fiocco, Giorgio (1962). "Optical Echoes from the Moon". نيتشر (مجلة). 194 (4835): 1267. Bibcode:1962Natur.194.1267S. doi:10.1038/1941267a0. مؤرشف من الأصل في 02 فبراير 2017.
  3. Bender, P. L.; et al. (1973). "The Lunar Laser Ranging Experiment: Accurate ranges have given a large improvement in the lunar orbit and new selenophysical information" ( كتاب إلكتروني PDF ). ساينس. 182 (4109): 229–238. Bibcode:1973Sci...182..229B. doi:10.1126/science.182.4109.229. PMID 17749298. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 15 فبراير 2017.
  4. Seeber, Gunter. Satellite Geodesy 2nd Edition. de Gruyter, 2003, p. 439
  5. Murphy, T. W. (2013). "Lunar laser ranging: the millimeter challenge" ( كتاب إلكتروني PDF ). Reports on Progress in Physics. 76 (7): 2. arXiv:. Bibcode:2013RPPh...76g6901M. doi:10.1088/0034-4885/76/7/076901. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 10 أبريل 2016.
  6. Espenek, F. (August 1994). "NASA - Accuracy of Eclipse Predictions". eclipse.gsfc.nasa.gov. مؤرشف من الأصل في 15 فبراير 2017.
  7. Bills, B. G.; Ray, R. D. (1999). "Lunar Orbital Evolution: A Synthesis of Recent Results". Geophysical Research Letters. 26 (19): 3045–3048. Bibcode:1999GeoRL..26.3045B. doi:10.1029/1999GL008348. مؤرشف من الأصل في 30 يناير 2018.
  8. Williams, J. G.; Dickey, J. O. "Lunar Geophysics, Geodesy, and Dynamics" ( كتاب إلكتروني PDF ). ilrs.gsfc.nasa.gov. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 04 يونيو 2016. 13th International Workshop on Laser Ranging, October 7–11, 2002, Washington, D. C.
  9. Müller, J.; Biskupek, L. (2007). "Variations of the gravitational constant from lunar laser ranging data". Classical and Quantum Gravity. 24 (17): 4533. doi:10.1088/0264-9381/24/17/017.
  10. Adelberger, E. G.; Heckel, B. R.; Smith, G.; Su, Y.; Swanson, H. E. (1990). "Eötvös experiments, lunar ranging and the strong equivalence principle". نيتشر (مجلة). 347 (6290): 261–263. Bibcode:1990Natur.347..261A. doi:10.1038/347261a0.
  11. Williams, J. G.; Newhall, X. X.; Dickey, J. O. (1996). "Relativity parameters determined from lunar laser ranging". فيزيكال ريفيو. 53 (12): 6730–6739. Bibcode:1996PhRvD..53.6730W. doi:10.1103/PhysRevD.53.6730.
  12. Kopeikin, S.; Xie, Y. (2010). "Celestial reference frames and the gauge freedom in the post-Newtonian mechanics of the Earth–Moon system" ( كتاب إلكتروني PDF ). Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy. 108 (3): 245–263. Bibcode:2010CeMDA.108..245K. doi:10.1007/s10569-010-9303-5. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 8 أكتوبر 2016.
  13. "LUNAR LASER RANGING OBSERVATIONS FROM 1969 TO MAY 2013" SYRTE Paris Observatory, retrieved 3 June 2014 نسخة محفوظة 23 يناير 2019 على موقع واي باك مشين.

موسوعات ذات صلة :